高二物理分子动理论 能量守恒课件 人教

1、分子动理论 能量守恒物体大量分子组成无规那么运动相互作用力扩散现象布朗运动分子动能温度分子势能体积内能改变物体内能的方式做功热传递热力学第一定律能量转化和守恒热力学第二定律热力学第三定律分子动理论 能量守恒下一页上一页一、物质是由大量分子组成的1分子动理论的根本内容： 物质是由大量分子组成的；分子永不停息地做无规那么运动；分子间存在着相互作用力。2一般认为分子直径大小的数量级为10-10m。3阿伏加德罗常数NA=6.021023mol-1，是联系微观世界和宏观世界的桥梁。它把物质的摩尔质量、摩尔体积这些宏观物理量和分子质量、分子体积这些微观物理量联系起来了。NA = V=M/NnNA。4用单分

2、子油膜法估测分子大小的原理：直径 V指油膜体积；S指油膜面积反 馈下一页上一页返 回 例1：体积为1.010-3cm3的一滴石油，滴在湖面上后，扩展成面积是4.0m2的单分子油膜。由此可知石油分子的直径为_m。(结果取两位有效数字)2.510-10下一页上一页返 回 例2：一滴露水的质量约是910-5g。它含有_个水分子。(阿伏伽德罗常数取N A=6.01023mol-1，1mol的水质量是18g)31018知识点下一页上一页返 回二、分子的热运动 1物体里的分子永不停息地做无规那么运动，这种运动跟温度有关，所以通常把分子的这种运动叫做热运动。布朗运动内容： 布朗运动是指悬浮在液体中的固体微粒

3、的无规那么运动。成因： 液体分子无规那么运动时，频繁地、无规那么地撞击悬浮在液体中的微粒，使微粒发生了无规那么运动可见，布朗运动的原因是分子无规那么运动的结果，但我们所直接看到的并不是分子的运动，而是分子运动的一种表现注意： 形成条件是：只要微粒足够小。 温度越高，布朗运动越剧烈。 观察到的是固体微粒不是液体或固体分子的无规那么运动，反映的是液体分子运动的无规那么性。 实验中描绘出的是某固体微粒每隔30秒的位置的连线，不是该微粒的运动轨迹。 下一页上一页返 回影响布朗运动剧烈程度的因素：微粒的大小： 在其它条件一样的情况下，微粒的质量越小，越容易改变运动状态，因此在受分子撞击后做无规那么的运动

4、越剧烈液体的温度： 温度越高，分子无规那么运动得越剧烈，对悬浮微粒撞击的频率及强度越高，所以微粒无规那么运动得越剧烈扩散现象和布朗运动都可以很好地证明分子在永不停息地做无规那么热运动。反 馈下一页上一页返 回例3：关于布朗运动的以下表达中正确的选项是 A花粉微粒的无规那么运动也就是分子的无规那么运动 B温度越低，花粉的运动越剧烈 C花粉微粒越大，同一瞬间受到越多分子的撞击，不规那么运动就越剧烈 D花粉微粒的无规那么运动，反映了液体分子的无规那么运动下一页上一页返 回 例4：右图中关于布朗运动的实验，以下说法正确的选项是 A、图中记录的是分子的无规那么运动的情况B、图中记录的是微粒做布朗运动的轨

5、迹C、实验中可以看到，微粒越大，布朗运动越明显D、实验中可以看到，温度越高，布朗运动越剧烈知识点下一页上一页返 回三.分子间的相互作用力分子力有如下几个特点：分子间同时存在引力和斥力；引力和斥力都随着距离的增大而减小；斥力比引力变化得快。分子间作用力指引力和斥力的合力随分子间距离而变的规律是： r r0时表现为引力； r 10r0 以后，分子力变得十分微弱，可以忽略不计。反 馈下一页上一页返 回 例5：分子间的相互作用力由引力F引和斥力F斥两局部组成，那么 A、F斥和F引同时存在B、F引总是大于F斥，其合力总表现为引力C、分子之间的距离越小，F引越小，F斥越大D、分子之间的距离越小，F引越大，

6、F斥越小知识点下一页上一页返 回四物体的内能1定义： 物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能。2注意： 物体的内能在微观上决定于分子数目、分子动能和分子势能；在宏观上决定于物质的量、温度和体积。 温度是物体分子热运动的平均动能的标志。温度越高，分子做热运动的平均动能越大。 分子势能不一定随体积的增大而增大，判断分子势能如何变化，关键是判断分子力是做正功，还是做负功；或根据物态变化的吸放热来判断。 物体的内能与机械能无关。反 馈下一页上一页返 回例6：温度都是0的10克冰和10克水比较， A由于水是液体易流动，所以水中分子的平均动能比冰中的大；B质量一样，温度一样，内能也一样

7、；C由于温度一样，所以冰和水中每一个分子动能都相等；D水的内能比冰大。知识点下一页上一页返 回五热力学三定律能量守恒做功和热传递都能改变物体的内能。也就是说，做功和热传递对改变物体的内能是等效的。但从能量转化和守恒的观点看又是有区别的：做功是其他能和内能之间的转化，功是内能转化的量度；而热传递是内能间的转移，热量是内能转移的量度。外界对物体所做的功W加上物体从外界吸收的热量Q等于物体内能的增加U，即U=Q+W， 这在物理学中叫做热力学第一定律。符号法那么：物理量符号意义符号意义W+外界对物体做功-物体对外界做功Q+物体吸收热量-物体放出热量U+内能增加-内能减少下一页上一页返 回热力学第二定律

8、的表述： 不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化按热传导的方向性表述。 不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化按机械能和内能转化过程的方向性表述。 第二类永动机是不可能制成的。热力学第三定律：热力学零度是不可到达的。 T = t + 273.15K 和 T =t能量守恒定律：能量即不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变。热力学第二定律使人们认识到：自然界种进展的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。反 馈下一页上一页返 回 例6：以下说法中正确的选项是 ( )A物体甲自发传递

9、热量给物体乙，说明甲物体的内能一定比乙物体的内能大物体的温度越高，其分子的平均动能越大因为能量守恒，所以“能源危机是不可能发生的物体内能增加，一定是物体从外界吸收了热量下一页上一页返 回 例： 气缸中的气体从外界吸收了4.2103J的热量，同时气体推动活塞对外界做了2.2103J的功。那么气体的内能 A. 增加了2.0103J B. 减少了2.0103J C. 增加了6.4103J D. 减少了6.4103J下一页上一页返 回 例：第一类永动机违背了 定律；第二类永动机违背了 定律。能量守恒热力学第二下一页上一页返 回 例：根据热力学第二定律判断以下说法中正确的选项是： 不可能使热量由低温物体

10、传到高温物体；物体的机械能不可能全部转化为内能；不可能从单一热源吸收热量并把这些热量全部用来做功而不引起其他变化；致冷系统将冰箱内温度较低的食品的热量传给外界较高温度的空气，这违反了“热量只能从温度较高的物体传到温度较低的物体的规律知识点下一页上一页返 回六气体的压强1气体分子运动的特点是： 气体分子间的作用力可忽略不计； 气体无一定的体积和形状；气体分子向各个方向运动的数目相等。用分子动理论解释气体压强的产生气体压强的微观意义。气体的压强是大量分子频繁碰撞器壁而产生一个持续的均匀的压力。压强的大小跟两个因素有关： 气体分子的平均动能; 分子的密集程度。下一页上一页返 回 用气体分子热运动的观

11、点解释热现象时，可用以下两个公式解释： ： P = n 0表示气体单位体积内的分子数；EK表示分子的平均动能。 气体的体积、压强、温度间的关系 一定质量的气体，在温度不变的情况下，体积减小，压强增大。T不变、，p。 一定质量的气体，在压强不变的情况下，温度升高，体积增大。p不变、T，。 一定质量的气体，在体积不变的情况下，温度升高，压强增大。不变、T，p。反 馈下一页上一页返 回例10：一定温度下，气体分子的速率分布情况是 A各个分子的速率相等；各个分子的速率不相等，每一个分子的速率都是不变的；各个分子的速率不同，速率很大和很小的分子数较少，具有中等速率的分子数较多；各个分子的速率不同，在不同

12、速率范围内，分子数的分布是均匀的；下一页上一页返 回 例11：炎热的夏天，打足了气的自行车在日光的暴晒下有时会涨破，这是轮胎中气体的温度升高，压强_造成的。当温度升高时，气体分子的热运动变的剧烈，气体分子的平均动能_，撞击器壁的作用力_，所以气体的压强增大。增大增大增大下一页上一页返 回 例12：对于一定质量的气体，以下有关气体的压强、体积、温度之间关系的说法正确的选项是 如果保持气体的体积不变，那么温度升高，压强减小；如果保持气体的体积不变，那么温度降低压强增大；如果保持气体的温度不变，那么体积越小，压强越小；如果保持气体的温度不变那么体积越小，压强越大；下一页上一页返 回阿伏加德罗常数是联

13、系宏观世界和微观世界的桥梁 NA=Mmol/m分=V/v分其中：Mmol、m分分别表示摩尔质量和分子质量 V、v分分别表示摩尔体积和分子体积球 体 模 型：V分=d3V分=4/3R3=1/6 d3立方体模型： 1、铜的摩尔质量M=63.5g/cm3,铜的密度是=8.9g/cm3。试估算铜原子的质量和铜原子的直径。返回解：铜原子质量m=M/NA=63.5/6.021023=1.06 10-22g铜原子的体积v=M/ NA =63.5/ 8.96.021023=1.2 10-23 cm3铜原子的直径D=2.8 10-8 cm 扩散现象和布朗运动都可以很好地证明分子的热运动，但扩散现象是分子运动，布

14、朗运动是悬浮在液体中的固体微粒的无规那么运动。关于布朗运动要注意以下几点：形成条件是：只要微粒足够小；温度越高，布朗运动越剧烈；观察到的是固体微粒不是液体、固体分子的无规那么运动，反映的是液体分子运动的无规那么性；实验中描绘的是某固体微粒每隔30s的位置连线，不是该微粒的运动轨迹。2、关于布朗运动，以下说法中正确的选项是( ) A、布朗运动是指液体分子的无规那么运动； B、布朗运动是液体分子对小颗粒撞击时产生的冲击力不平衡引起的； C、图中记录的是微粒做布朗运动的轨迹； D、温度越高，布朗运动越剧烈。BD返回分子间的相互作用有如下特点：分子间同时存在引力和斥力，实际表现出来的是 它们的合力；引

15、力和斥力都随分子间距离的增大而减小；斥力比引力变化得快。 3、当两个分子之间距离为ro时，正好处于平衡状态，下面关于分子间相互作用的引力和斥力的各种说法中正确的选项是( ) A、F引和F斥是同时存在的； B、分子之间的距离越小， F引越小， F斥越大； C、破镜不能重圆，是由于分子间存在斥力； D、当分子间距离等于2 ro 时，它们之间既有引力又有斥力，而且引力大于斥力。AD返回 物体的内能跟物体的温度、体积和物质的量有关，温度升高，分子平均动能增大；体积变化，分子势能也变化；内能和机械能是两种不同形式的能，两者之间没有直接的关系。 4、以下说法正确的选项是( ) A、高温物体一定比低温物体内

16、能多； B、一定质量的0水结成0冰，内能一定减小 ； C、物体的温度升高不考虑热胀冷缩，内能一定减小； D、物体在粗糙的水平面上作减速运动时，机械能减小，内能也减小。BC返回 做功和热传递都能改变物体的内能。即做功和热传递对改变物体的内能是等效的。但做功是其它形式的能和内能的转化，功是能量转化的量度；而热传递是内能在不同物体间的转移，热量是内能转移的量度。热力学第一定律 物体内能的增加量U等于物体吸收的热量Q和外界对物体做的功W之和。即：符号法那么：物理量符号意义符号意义W+外界对物体做功物体对外界做功Q+物体吸收热量物体放出热量U+内能增加内能减少 U=Q+W 5、以下说法正确的选项是( )

17、 A、将物体的内能转化为内能，必须通过做功的过程来实现； B、热量总是从内能多的物体传给内能少的物体 ； C、物体吸收热量，对外做功，内能一定减小； D、一定质量的气体吸收热量，而保持体积不变，内能一定增加。AD返回 6、一定质量的气体，在被压缩的过程中外界对气体做功300J，但这一过程中气体的内能减少了300J，问气体在此过程中是吸热还是放热？吸收或放出的热量是多少？返回解：外界对物体做功 W=300J气体的内能减少了 U=-300J根据热力学第一定律 得Q=U - W=-300J 300J= -600JQ是负值，表示气体放热，因此气体放出了600J的热量。 能量既不会凭空产生，也不会凭空消

18、失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体；在转化和转移过程中其总量不变。这就是能量守恒定律。 能量守恒定律是自然界普遍适用的规律之一，是研究自然科学的强有力的手段。 7、有一瀑布高度是50m，流量为12m3/s，方案在瀑布底部建立水电站。设在瀑布处水流速度与发电机处水轮机内水流出的速度相等，且水流的能量有65被利用。求安装的发电机功率至少多大？返回解：t 秒内流下的水质量m= v = Qt t 秒内流下的水重力势能减少EP=mgh =Qtgh 转化成的电能 E电= EP = Qtgh 发电功率P= E电/t= Qgh =1.0103 12 9.8 50 65W =3.

19、82 106W =3.82 103KW 热力学第二定律 不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化。按热传导的方向性来表述 不可能从单一热源吸热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化。按机械能和内能转化过程的方向性来表述 自然界中进展的涉及热现象的宏观过程或者说自然界中实际的宏观过程都具有方向性。实质： 8、以下说法中正确的选项是( ) A、两个温度不同的的物体相互接触时，热量既能自发地从高温物体传递到低温物体，也能自发地从低温物体物体传递给高温物体； B、假设机器的各处均是光滑的，那么它可以把从热源吸收的热量全部用来对外做功，而不引起其他变化； C、第二类永动机不可能制成，表示机

20、械能和内能的转化过程具有方向性； D、能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界的宏观过程具有方向性。CD演讲完毕，谢谢观看！9、静夜四无邻，荒居旧业贫。2022/10/132022/10/13Thursday, October 13, 202210、雨中黄叶树，灯下白头人。2022/10/132022/10/132022/10/1310/13/2022 6:03:51 AM11、以我独沈久，愧君相见频。2022/10/132022/10/132022/10/13Oct-2213-Oct-2212、故人江海别，几度隔山川。2022/10/132022/10/132022/10/13Thursday

21、, October 13, 202213、乍见翻疑梦，相悲各问年。2022/10/132022/10/132022/10/132022/10/1310/13/202214、他乡生白发，旧国见青山。13 十月 20222022/10/132022/10/132022/10/1315、比不了得就不比，得不到的就不要。十月 222022/10/132022/10/132022/10/1310/13/202216、行动出成果，工作出财富。2022/10/132022/10/1313 October 202217、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。2022/10/1320

22、22/10/132022/10/132022/10/139、没有失败，只有暂时停顿成功！。2022/10/132022/10/13Thursday, October 13, 202210、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。2022/10/132022/10/132022/10/1310/13/2022 6:03:51 AM11、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。2022/10/132022/10/132022/10/13Oct-2213-Oct-2212、世间成事，不求其绝对圆满，留一份缺乏，可得无限完美。2022/10/132022/10/132022/10/13T

23、hursday, October 13, 202213、不知香积寺，数里入云峰。2022/10/132022/10/132022/10/132022/10/1310/13/202214、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。13 十月 20222022/10/132022/10/132022/10/1315、楚塞三湘接，荆门九派通。十月 222022/10/132022/10/132022/10/1310/13/202216、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。2022/10/132022/10/1313 October 202217、空山新雨后，天气晚来秋。2022/10/132022/10/132022/10/132022/10/139、杨柳散